由于真空冷冻干燥是在低温和真空状态下进行的，物料中的水分直接从固态升华为气态，因此最大限度地保持了被干燥物料的细胞活性和被干燥物料的色、香、味、形及营养成分，复水性能好。真空冷冻干燥技术广泛应用于各种热敏性物质的干燥和储存，如生物制品和药物的生产、食品的冷冻干燥和脱水、人体组织和器官的储存、超导材料粉末的制备等。随着人们对冻干产品需求的增加，冻干设备也有了很大的发展。真空冷冻干燥设备的原理真空冷冻干燥设备的工作原理是:首先将物料冷冻到共晶点温度以下， 使物料中的水分变成固体冰，然后将预处理后的预冻物料放入干燥箱中。在低温真空状态下，热能由加热板的热传导或辐射提供，使物料中的水直接从冰升华成水蒸气。不断升华的水蒸气被真空泵组抽入捕水仓，在-40℃ ~-45℃的排气管外壁上冷凝捕集，直至按照冻干曲线的规定要求停止加热和抽真空，物料冻干全过程完成。真空冷冻干燥机(简称冻干机)主要由真空冷冻干燥机(简称冻干机)、真空系统、制冷系统、加热系统和自动控制系统组成。
211干燥箱
干燥箱是真空密封容器，是冻干设备的重要组成部分之一，是干燥过程中传热传质的场所。其性能直接影响冻干设备的性能。如果有蒸汽灭菌功能，冻干箱也应该是低压内压容器。干燥室主要有两种形状:圆形和矩形。圆形干燥室具有操作简单、强度高、制造成本低的优点，但其内部空间利用率低。矩形干燥室空间利用率高，但制造成本高。
212真空系统
真空系统包括真空干燥室、隔离阀、水蒸气捕获冷凝器、真正连接的旋片真空泵、连接管道、放气阀等。系统中空气蒸汽的抽取由真空泵完成。真空泵工作时，隔离阀打开，真空干燥室内的空气和水蒸气通过水蒸气捕获冷凝器捕获水分后进入真空泵，通过真空泵的排气口排出系统。为了防止水汽捕集冷凝器抽出的气体中有少量水汽进入泵内，系统配有气体镇流阀。冷冻干燥时，打开压载阀。真空泵的排气口装有油雾捕集器，防止废气中的烟雾污染室内环境。
213加热系统
为了使冻品中的水蒸气不断从冰晶中升华出来，为水蒸气的升华提供足够的热量，于是就有了加热系统。除加热板外，加热系统还包括热媒加热罐、换热器、气动调节阀、循环泵及管道、阀门、液位计、温度传感器等。
214制冷系统
水蒸气冷凝器，又称冷阱，是制冷系统的主要部件。在1313Pa的真空下，质量为1g的冰可以升华产生100m3的水蒸气。如果这种大量的水蒸气不经处理就用真空泵抽出来，就需要大容量的抽气器来维持所需的真空度。冷阱的作用是将干燥室内的水蒸气冷凝吸附成冰，以免进入真空泵。一方面可以减少真空泵的工作量，另一方面可以保证干燥室具有较低的真空度。
215自动控制系统
自动控制系统是冻干机的指挥机构。冻干机的控制包括制冷机和真空泵的启动和停止，加热温度的控制，物料温度、冷阱温度和真空度的检测和控制，自动保护和报警装置等。自动控制系统的功能是测量和显示冻干机的重要参数。根据预设的设置，J-控制冻干机使其运行在规定的状态，可以报警故障状态，自动处理紧急情况。通过测量和记录冻干过程的工艺参数，可以全面了解整个冻干过程；通过有效控制这些参数，可以优化整个冷冻干燥过程，也就是说， 在保证产品质量的前提下，可以提高生产效率，降低能耗。